Il SISTEMA TERRA – SOLE

MOTO DI ROTAZIONE DELLA TERRA

Fonte immagine: www.brera.inaf.it

Il moto di rotazione della Terra attorno al proprio asse avviene in senso antiorario da Ovest verso Est. Il periodo di rotazione e' detto giorno sidereo e dura 23h 56m 4s. La velocita' lineare di rotazione e' massima all'Equatore ed e' nulla ai Poli.

Una conseguenza del moto di rotazione terrestre e' l'alternarsi del di' e della notte; sia il di' che la notte presentano la stessa durata, per tutto l'anno, soltanto all'Equatore. L'emisfero illuminato della Terra e' separato da quello in ombra da una circonferenza chiamata circolo di illuminazione; tuttavia, la presenza dell'atmosfera terrestre fa sì che il passaggio dal buio alla luce avvenga sulla Terra in modo graduale. Infatti, la luce solare, attraversando l'atmosfera terrestre, produce i crepuscoli: alba e tramonto. Nel corso dell'anno, a causa dell'inclinazione dell'asse terrestre (66°33') sul piano dell'eclittica, il circolo di illuminazione assume diverse posizioni.

Circolo di illuminazione (Fonte immagine: www.studiarapido.it)

MOTO DI RIVOLUZIONE DELLA TERRA

Fonte immagine: www.studiarapido.it

La Terra compie intorno al Sole un moto di rivoluzione, muovendosi in senso antiorario e descrivendo un'orbita ellittica con il Sole in uno dei due fuochi. Il periodo di tale orbita e' di 365,242 giorni (365d 6h 9m 9,5s) e prende il nome di anno sidereo.

L'orbita della Terra intorno al Sole e' adagiata su un piano chiamato eclittica. L'asse di rotazione terrestre e' inclinato rispetto al piano dell'eclittica di 66°33' e durante il moto di rivoluzione della Terra esso si puo' considerare sempre parallelo a se stesso; ossia, l'asse di rotazione terrestre mantiene sempre la stessa direzione mentre la Terra si muove:

Fonte immagine: www.studiarapido.it

A causa dell'inclinazione dell'asse terrestre, il piano dell'equatore terrestre non coincide con quello dell'eclittica, ma risulta inclinato di 23°27'; questa inclinazione e' mantenuta per tutto il moto di rivoluzione della Terra attorno al Sole:

La distanza che intercorre tra la Terra ed il Sole e' variabile durante un anno, proprio perche' l'orbita della Terra attorno al Sole e' un'ellisse; pertanto, su quest'orbita si possono distinguere due punti:

• Afelio (dal 2 al 7 luglio) - e' la massima distanza della Terra dal Sole, circa 152.000.000 km;

• Perielio (dal 3 al 6 gennaio) - e' la minima distanza della Terra dal Sole, circa 147.000.000 km.

La linea immaginaria che congiunge il perielio con l'afelio si chiama linea degli apsidi (asse maggiore dell'ellisse).

La velocita' di rivoluzione della Terra non e' costante, ma vale 30,3 km/s quando la Terra si trova nei pressi del perielio ed e' di circa 29,3 km/s quando la Terra si trova nei pressi dell'afelio.

Il moto di rivoluzione della Terra intorno al Sole e l'inclinazione dell'asse terrestre rispetto all'eclittica determinano l'alternarsi delle stagioni. Durante il moto di rivoluzione si evidenzia:

• l'Equinozio di primavera (21 marzo) - segna l'inizio della primavera nell'Emisfero Boreale e dell'autunno nell'Emisfero Australe. Il Sole a mezzogiorno e' allo Zenith sull'Equatore (i raggi del Sole sono perpendicolari all'asse terrestre) e la durata del di' e' uguale a quella della notte in ogni punto della Terra;

• l'Equinozio d'autunno (22 o 23 settembre) - segna l'inizio dell'autunno nell'Emisfero Boreale e della primavera nell'Emisfero Australe. Il Sole a mezzogiorno e' allo Zenith sull'Equatore e la durata del di' e' uguale a quella della notte in ogni punto della Terra;

• il Solstizio d'estate (21 giugno) - segna l'inizio dell'estate nell'Emisfero Boreale e dell'inverno nell'Emisfero Australe. Al solstizio d'estate corrisponde la durata massima del di' nell'Emisfero Boreale e la durata minima del di' nell'Emisfero Australe;

• il Solstizio d'inverno (21 o 22 dicembre) - segna l'inizio dell'inverno nell'Emisfero Boreale e dell'estate nell'Emisfero Australe. Al solstizio d'inverno corrisponde la durata minima del di' nell'Emisfero Boreale e la durata massima del di' nell'Emisfero Australe;

Le stagioni sono caratterizzate da:

• variazioni di altezza del Sole - piu' alto sara' il Sole, piu' a lungo esso si manterra' sopra l'orizzonte e fara' piu' caldo, indipendentemente dalla distanza del Sole dalla Terra;

• variazione della durata del di' e della notte nel corso dell'anno (tranne all'Equatore).

Entrambi gli effetti hanno una diversa entita' a seconda della latitudine del luogo. Si pensi ad esempio che alla fine del mese di maggio in Italia, alle ore 22:00, e' gia' buio perche' il Sole e' gia' tramontato; mentre, nei Paesi Bassi c'e' ancora luce nel cielo. Cio' si giustifica considerando che, in questo periodo dell'anno, l'Emisfero Nord e' rivolto verso il Sole; pertanto, durante una rotazione terrestre, una localita' situata a latitudini maggiori (come i Paesi Bassi o la Germania), rimarra' nella parte illuminata piu' a lungo rispetto ad una localita' che si trovi a latitudini piu' basse. Nei mesi invernali si verifica esattamente la situazione inversa.

Dalle due figure che seguono si nota come la luce del Sole sia piu' concentrata verso basse latitudini (precisamente sul tropico del Cancro in estate e sul tropico del Capricorno in inverno) dove i raggi solari impattano frontalmente. Invece, nelle zone verso i Poli (o nell'emisfero non rivolto verso il Sole) i fasci di luce solare risultano essere meno concentrati, dato che tali superfici sono piu' inclinate rispetto alla direzione dei raggi solari. Ne consegue che, in queste ultime zone, la luce solare investira' un'area maggiore sulla Terra ed il calore sara' piu' debole. E' proprio questo il motivo per il quale nel nostro emisfero (Emisfero Boreale) in estate fa piu' caldo che non in inverno:

Solstizio d'inverno Solstizio d'estate

In estate e' l'Emisfero Nord ad essere esposto verso il Sole, quindi fara' piu' caldo; il contrario avviene in inverno.

Fonte immagini (DURATA DEL DI' ALLE VARIE LATITUDINI)): https://www.tes.com/lessons/bx2ChCsEiTmJ0g/la-terra

Le cinque fasce della Terra delimitate dai Circoli Polari e dai Tropici, nelle quali le variazioni dell'altezza del Sole e della durata del di' nel corso dell'anno producono effetti differenti nel grado di riscaldamento, sono denominate zone astronomiche; esse sono:

• le calotte polari: artica ed antartica;

• le zone temperate: Nord e Sud;

• la zona intertropicale (zona torrida).

Le 5 zone astronomiche della Terra, conseguenza del suo moto di rivoluzione attorno al Sole.

Fonte immagine: https://www.slideserve.com/urvi/le-zone-climatiche